一种超细轻质碳酸钙浆料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种超细轻质碳酸钙浆料及其制备方法，包括如下重量百分比的组分：超细碳酸钙３５～７０％，分散剂０．２～５％，消泡剂０．０５～０．５％，表面张力调整剂０．５～５％，水余量。本发明专利技术以超细轻质碳酸钙的滤饼为原料，将各种助剂加入碳酸钙滤饼中，对混合体系先采用预混捏合后，再实行高速剪切分散的二步工艺方法，得到高固体含量、低粘度的超细碳酸钙水性浆料，并能从工业化规模上制备高固低粘的超细碳酸钙稳定浆料。所获得的产品，储存稳定性好，且具有较高固含量和低粘度的超细碳酸钙，能够满足造纸涂布、水性涂料、水性油墨和乳胶等相关领域的应用需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轻质碳酸钙浆料的制备方法。技术背景近年来，随着工业技术的发展，超细轻质碳酸钙的应用得到进一步的 拓展。除了应用于有机聚合物体系如橡塑领域作为填充料外，在水性介质 相关体系中的应用也越来越收到关注，其作为造纸涂布颜料，可较好地克服GCC和传统PCC的不足，不仅有利于纸机车速的提高，降低纸机的滤 网、刀头、胶棍的磨损，提高纸机的使用效能，还可替代或减少价格昂贵 的钛白粉、二氧化硅及进口煅烧高岭土等颜料，同时使纸张的白度、表面 平整度、光泽及其印刷适性得到较大的改善。随着纸张涂布技术的进步，目前大多数现代化的涂布纸机的运转速度 已达到1500米/秒，高速涂布对涂布颜料的流变性能提出了更高的要求，需 要较低的粘度和更高的流动性以适应纸机的高速运转，同时为了减少干燥 过程的能耗，要求涂布颜料具有高的固含量，高的固含量和较低的粘度是 纸张涂布涂料的基本要求。浆料体系的粘度与粒径、固含量有关。对重钙 和普通的轻转来说，当其浆料的固含量达到70%时，仍然具有较好的流动 性。对超细粉体来说，要实现其浆料体系的高固低粘，面临高效分散助剂 及制备工艺的进一步改进与突破。中国专利申请200710038419.6 "—种轻质碳酸钙浆料制备工艺"提出 了以超细碳酸钙滤饼为原料，对滤饼进行高剪切一步处理，并加入多聚磷酸盐为分散剂制备轻质碳酸钙浆料的方法，但滤饼的粘附性大，直接进行 高剪切处理，易于附着于分散器具上，分散效率低，同时高剪切的浆料中 含有大量的微细气泡，导致浆料的粘度稳定性差。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开一种制备超细轻质碳酸钙浆料及其制备方法，以 克服现有技术存在的上述缺陷。本专利技术所述的高固低粘超细碳酸钙水性浆料，包括如下重量百分比的组分超细碳酸钙 30 70%分散剂 0.2 8%消泡剂 0.05 0.5%表面张力调整剂 0.5 5%水 余量优选的重量含量为超细碳酸钙 40 60%分散剂 2 5%消泡剂 0.1 0.3%表面张力调整剂 1.5 3%水 余量所说碳酸钙水性浆料特征为粘度为30 350 mPa.s，尤其是粘度为50 250 mPa.s; 所说的超细碳酸钙是指一次粒径为0.1 1 jam的亚微米级碳酸钙和粒径为20 100nrn的纳米碳酸转；所说的分散剂选自丙烯酸共聚物分散剂或上海三正高分子材料有限公司CH系列中的一种或一种以上；所说的CH系列超分散剂为上海三正高分子材料有限公司牌号为 CH-10B、 CH-18、 CH-2B、 CH-18C、 CH-7或CH-13E的超分散剂；所说的丙烯酸共聚物分散剂为丙烯酸和甲基丙烯酸共聚物环氧化的钠 盐的水溶液，重量浓度为20 45%，其结构通式如下<formula>formula see original document page 7</formula>(A)其中EO为环氧乙烷基，R!为H或CH3， R2为H或CH3， n二9 22， a=l 8，且a/b二l/3 3A，重均分子量平均值为15000~25000;上述结构的丙烯酸共聚物分散剂，可以采用冯中军、傅乐峰等人"聚 羧酸高效减水剂的结构与性能关系研究"(化学建材，2006年第22巻第2 期第39—42页)文献公开的方法进行制备；所说的表面张力调整剂选自C2 C4的醇类化合物，优选丙二醇、丙三 醇、异丙醇、丁醇或丁二醇中的一种或二种以上的混合物；所说的消泡剂选自水溶性消泡剂，可以采用市售的聚醚改性的聚硅氧 烷乳液，疏水化合物为载体的矿物油溶液、矿物油或无机疏水化合物组成 的混合物中的一种或二种以上的混合物；<formula>formula see original document page 7</formula>所说的聚醚改性的聚硅氧垸乳液可以选自广州市华夏奔腾实业有限公司的消泡剂HX-5010, Degussa公司的消泡剂Antifoam MR1050或德国毕克 化学公司的BYK-021;所说的疏水化合物为载体的矿物油可以选自广州市华夏奔腾实业有限 公司的消泡剂HX-5030;所说的矿物油可以选自Degussa公司的消泡剂Antifoam MR 2124，德 国毕克化学公司的BYK-031;所说的无机疏水化合物可以是广州市华夏奔腾实业有限公司的消泡剂 HX-5040。本专利技术的制备方法包括如下步骤(1) 将纳米或亚微米级的碳酸钙浆液脱水处理得到固含量为45 70% 的碳酸钙滤饼；(2) 将碳酸钙滤饼、分散剂、表面张力调整剂、消泡剂和水预混捏合， 预混捏合时间为15~45 min，优选20 40 min;(3) 预混捏合后的浆料再经管线式高速剪切乳化泵高速剪切分散后即 制得固含量达40 70%的超细碳酸钙浆料，其粘度为30 350 mPa.s;预混捏合可以在预混捏合装置中进行，如市售的定型机械产品如卧式 螺带、犁刀式或无重力双轴桨叶机中的--种；所说的管线式高速剪切乳化泵是一种市售的通用机械设备，如上海索 维企业有限-公^"或土海威宇机电制造有限公司的管线式乳化泵系列产品；上述步骤(2)中，所说的分散剂、表面张力调整剂、消泡剂和水可以 单独添加，也可以预先混合后添加，或者在碳酸钙滤饼之前先加入到预混捏合装置中。本专利技术以超细轻质碳酸钙的滤饼为原料，将各种助剂加入碳酸钙滤饼 中，对混合体系先采用低转速的预混捏合后，再实行高速剪切分散的二步 工艺方法，得到高固体含量、低粘度的超细碳酸钙水性浆料，并能从工业 化规模上制备高固低粘的超细碳酸钙稳定浆料。所获得的产品，储存稳定 性好，且具有较高固含量和低粘度的超细碳酸钙，能够满足造纸涂布、水 性涂料、水性油墨和乳胶等相关领域的应用需要。具体实施方式实施例1取重量固含量为53%、颗粒平均粒径为0.12 pm的碳酸钙滤饼150 kg， 将此滤饼置于卧式螺带混合机，加入1.59 kg如式(A)所示的丙烯酸聚合物分散剂的水溶液，其质量含量为40%;0.159 kg丙二醇； 2.38kgHX-5010; 和2.88 kg水；预混20分钟后，将预混后的浆料再经管线式高剪切乳化泵剪切分散， 即得到本专利技术所述的粘度为154 mPa.s (浆料粘度的测试采用NDJ-79型旋 转粘度计测试，用10倍率的转子，以下同)固含量为52%的超细碳酸钙水 性浆料。所说的丙烯酸共聚物(A)， Ri为H， R2为H， n=15， a=3， a/b =1，重均分子量平均值为20000。实施例2取重量固含量为70%、颗粒平均粒径为0.81 pm的碳酸钙滤饼150 kg， 将此滤饼置于无重力双轴桨叶混合机后，再加入CH-10B 3.15 kg， 丁二醇 2.10 kg禾QBYK-021 0.21 kg，预混30分钟后，将预混后的浆料再经管线式 高剪切乳化泵剪切分散，即得到本专利技术所述粘度为96 m.Pa.s固含量为70% 的超细碳酸钙水性浆料。CH-10B为上海三正高分子材料有限公司的CH系列超分散剂产品。实施例3取固含量为55%、颗粒平均粒径为80 nm的碳酸钙滤饼150 kg，将此滤 饼卧式螺带混合机后，再加入CH-18C 1.65kg、 丁二醇2.06 kg和Antifoam MR1050 0.16 kg和水5.67kg的混合液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超细轻质碳酸钙浆料，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：超细碳酸钙３０～７０％分散剂０．２～５％消泡剂０．０５～０．５％表面张力调整剂０．５～５％水余量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪梅，吴秋芳，陈刚，杨景辉，马新胜，李临江，
申请(专利权)人：上海华明高技术集团有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]